MOTTO “ Seek First The Kingdom Of God Then Everything Will Be Given To “ “ This Life Will Be Happier If More People Are Smiling Because Of Me “

  

SKRIPSI

“

  

ANALISA KEGAGALAN BANTALAN SKF 6005 PADA

CARRIER IDLER di PT. PELABUHAN INDONESIA II

  ( PERSERO ) CABANG BENGKULU ”

  Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Tingkat Sarjana (S1) pada Program Studi Teknik Mesin

  Fakultas Teknik Universitas Bengkulu

  

Oleh

NOVERSON TRIYANDA SITOHANG

NPM G1C009011

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

  

2014

HALAMAN PERNYATAAN

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi yang berjudul

  

“ANALISA KEGAGALAN BANTALAN SKF 6005 PADA CARRIERIDLER

di PT. PELABUHAN INDONESIA II ( PERSERO ) CABANG

BENGKULU

  ” tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh

  gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis diacu dalam naskah dan disebut dalam daftar pustaka.

  Bengkulu, Juni 2014

  Noverson Triyanda Sitohang

  NPM. G1C009011

MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO

  “ Seek First The Kingdom Of God Then Everything Will Be Given To “ “ This Life Will Be Happier If More People Are Smiling Because Of Me “

  PERSEMBAHAN Skripsi ini kupersembahkan kepada : “ Kedua Orang Tuaku “ “ Keluarga Besarku “ “ Teman – Temanku “ “ Orang – Orang Terdekatku “ “ Universitas Bengkulu “ “ Bangsa dan Negara “

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada tuhan yesus kristus karena hanya dengan kasih dan kuasanya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ANALISA

KEGAGALAN BANTALAN SKF 6005 PADA CARRIER IDLER di PT.

  PELABUHAN INDONESIA II ( PERSERO ) CABANG BENGKULU ”.

  Skripsi ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Bengkulu. Dalam penulisan Skripsi ini penulis dibantu dan didukung oleh berbagai pihak, oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

  Tuhan Yesus Kristus karena kasih dan karunianya penulis masih diberi kesempatan untuk menyelesaikan skripsi ini.

  2. Kepada kedua orang tuaku yang tercinta ( N.Sitohang dan Yuliana ) yang selalu mendukung baik moril dan materil serta kepada seluruh keluarga besarku yang selalu memberi semangat.

3. Bapak Erinofiardi, S.T.,M.T, dan Bapak Ahmad Fauzan Suryono, S.T.,

  M.T., selaku dosen pembimbing utama dan pendamping yang telah membimbing dengan penuh kesabaran, serta memberi banyak saran-saran yang sangat membantu.

  4. Teman-teman di Program Studi Teknik Mesin Universitas Bengkulu yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya skripsi ini dan semua pihak yang telah memberikan bantuan dan informasi. Penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran demi saran untuk penyempurnaan skripsi ini dan berharap semoga skripsi ini dapat diterima dan dimanfaatkan oleh banyak pihak.

  Bengkulu, Juni 2014 Penulis

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii

HALAMAN SOAL TUGAS AKHIR ................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................ iv

HALAMAN MOTTO ............................................................................................. v

KATA PENGANTAR ............................................................................................ vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii

DAFTAR SIMBOL ................................................................................................ ix

DAFTAR TABEL .................................................................................................. x

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... xi

ABSTRAK ............................................................................................................. xii

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

  1.2 Tujuan ...................................................................................................... 2

  1.3 Manfaat .................................................................................................... 2

  1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

  1.5 Metode Penelitian ...................................................................................... 3

  1.6 Sistematika Penulisan................................................................................ 3

  BAB II TEORI DASAR

  2.1 Bantalan .................................................................................................... 4

  2.1.1 Bantalan Yang Tidak Menimbulkan Gesekan .......................... 5

• – Jenis Bantalan Gelinding .............................................. 9

  3.3 Material Bantalan .................................................................................. 34

  4.1 Hasil Pemodelan Spesimen .................................................................. 43

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  3.7 Perhitungan Beban Impact ..................................................................... 41

  3.6 Perhitungan Kapasitas Konveyor ........................................................... 40

  3.5 Perhitungan Umur Bantalan ................................................................... 39

  3.4.7 Data Lapangan ..................................................................... 39

  3.4.6 Bantalan ................................................................................ 38

  3.4.5 Batubara .............................................................................. 37

  3.4.4 Tachometer .......................................................................... 37

  3.4.3 Carrier Stand ........................................................................ 37

  3.4.2 Belt ....................................................................................... 35

  3.4.1 Motor Penggerak Conveyor ................................................. 35

  3.4 Alat dan Bahan ...................................................................................... 34

  3.2.2 Simulasi dan Analisis Perangkat Uji ................................... 33

  2.1.2 Bantalan Yang Menimbulkan Gesekan .................................... 7

  3.2.1 Pemodelan Perangkat Uji .................................................... 27

  3.2 Simulasi Autodesk Inventor 2013 .......................................................... 27

  3.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................................... 26

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  2.5 Perhitungan Kapasitas Konveyor ............................................................. 23

  2.4 Perhitungan Beban ................................................................................... 22

  2.3 Jenis Kerusakan dan Penyebab Kerusakan Pada Bantalan ...................... 15

  2.2.3 Penyebab Kegagalan ( ANSI / API 689 ) ................................ 13

  2.2.2 Mekanisme Kegagalan ( ANSI / API 689 ) ............................. 11

  2.2.1 Standar Acuan Untuk Analisa Kegagalan ............................... 11

  2.2 Analisa Kegagalan ................................................................................... 10

  2.1.4 Jenis

  2.1.3 Bantalan Luncur dan Bantalan Aksial ...................................... 8

  4.1.1 Simulasi Perancangan ............................................................ 43

  4.1.2 Analisa Teoritik ..................................................................... 51

  4.1.3 Jenis

• – Jenis Kerusakan Yang Terjadi Pada Bantalan ........... 58

  4.2 Pembahasan ........................................................................................... 60

  BAB V PENUTUP

  5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 65

  5.2 Saran ...................................................................................................... 66

  

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 67

LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

  HALAMAN

Gambar 2.1 Bantalan ................................................................................................ 4Gambar 2.2 Nomenklatur bantalan bola radial jenis deep

• – groove atau conrad ..... 5

Gambar 2.3 Jenis

• – jenis bantalan bola ..................................................................... 5

Gambar 2.4 Bantalan gelinding silindris ................................................................... 6Gambar 2.5 Bantalan gelinding sperik ...................................................................... 6Gambar 2.6 Bantalan gelinding tirus ........................................................................ 6Gambar 2.7 Bantalan gelinding jarum ...................................................................... 7Gambar 2.8 Bantalan Bush ........................................................................................ 8Gambar 2.9 Bantalan Luncur .................................................................................... 8Gambar 2.10 Arah pembebanan Bantalan Luncur dan Bantalan Aksial .................. 8Gambar 2.11 Bantalan Luncur dan Bantalan Aksial ................................................. 8Gambar 2.12 Jenis

• – Jenis Bantalan Gelinding ......................................................... 9

Gambar 2.13 Flaking ............................................................................................... 16Gambar 2.14 Scuffing ............................................................................................... 16Gambar 2.15 Scratches ............................................................................................ 16Gambar 2.16 Crack .................................................................................................. 17Gambar 2.17 Chips .................................................................................................. 17Gambar 2.18 Wear ................................................................................................... 17Gambar 2.19 Rust ..................................................................................................... 18Gambar 2.20 Corrosion ........................................................................................... 18Gambar 2.21 Pear skin ............................................................................................. 18Gambar 2.22 Discoloration ...................................................................................... 18Gambar 2.23 Brinelling ............................................................................................ 19Gambar 2.24 Smearing............................................................................................. 19Gambar 2.25 Creep .................................................................................................. 20Gambar 2.26 Electric pitting .................................................................................... 20Gambar 2.27 Seizure ................................................................................................ 21Gambar 2.28 Failure of cage ................................................................................... 21Gambar 2.29 Luas penampang total......................................................................... 24Gambar 2.30 Luas penampang atas ........................................................................ 24Gambar 3.1 Prosedur penelitian ............................................................................. 26Gambar 3.2 Plane................................................................................................... 27Gambar 3.3 Sketsa bantalan 2D ............................................................................. 28Gambar 3.4 Sketsa bantalan yang telah di revolve ................................................ 28Gambar 3.5 Slice graphics ..................................................................................... 28Gambar 3.6 Pemodelan bantalan yang telah jadi ................................................... 29Gambar 3.7 Poros ................................................................................................... 29Gambar 3.8 Poros dan bantalan yang telah disatukan ............................................ 30Gambar 3.9 Sketsa 2D carrier ............................................................................... 30Gambar 3.10 Extrude pada carrier .......................................................................... 31Gambar 3.11 Chamfer pada masing

• – masing penyangga poros ............................. 31

Gambar 3.12 Sketsa lubang penyangga poros ......................................................... 32Gambar 3.13 Extrude pada masing

• – masing penyangga untuk mendapatkan lubang penyangga poros ..................................................................... 32

Gambar 3.14 Menggabungkan poros dan bantalan pada carrier ............................. 32Gambar 3.15 Hasil akhir penggabungan poros dan carrier ..................................... 33Gambar 3.16 Proses meshing ................................................................................... 33Gambar 3.17 Simulasi .............................................................................................. 34Gambar 3.18 Motor penggerak belt conveyor ......................................................... 35Gambar 3.19 Belt ..................................................................................................... 35Gambar 3.20 Carrier stand ...................................................................................... 37Gambar 3.21 Tachometer ......................................................................................... 37Gambar 3.22 Ball Bearing SKF 6005 ...................................................................... 39Gambar 4.1 Von mises stress ( a ) bantalan dengan pembebanan batu bara jenis bitumen hancur.( b ) bantalan dengan pembebanan batu bara jenis

  antrasit hancur. ( c ) bantalan dengan beban impact dari pembebanan batu bara jenis bitumen hancur. ( d ) bantalan dengan beban impact dari pembebanan jenis batu bara antrasit hancur. ...... 44

Gambar 4.2 Von mises stress pada carrier stand( e ) pembebanan batu bara jenis bitumen hancur.( f ) pembebanan batu bara jenis antrasit hancur. ( g

  ) terkena beban impact dari pembebanan batu bara jenis bitumen hancur. ( h ) terkena beban impact dari pembebanan jenis batu bara antrasit hancur. ................................................................................. 46

Gambar 4.3 Total deformation pada carrier stand. ( i ) pembebanan batu bara jenis bitumen hancur.( j ) pembebanan batu bara jenis antrasit

  hancur. ( k ) terkena beban impact dari pembebanan batu bara jenis bitumen hancur. ( l ) terkena beban impact dari pembebanan jenis batu bara antrasit hancur. .................................................................. 48

Gambar 4.4 Tegangan geser pada carrier stand. ( m ) pembebanan batu bara jenis bitumen hancur.( n ) pembebanan batu bara jenis antrasit

  hancur. ( o ) terkena beban impact dari pembebanan batu bara jenis bitumen hancur. ( p ) terkena beban impact dari pembebanan jenis batu bara antrasit hancur ................................................................... 50

Gambar 4.5 Crack .................................................................................................. 58Gambar 4.6 Pear skin dan discoloration ............................................................... 59Gambar 4.7 Wear ................................................................................................... 59Gambar 4.8 Smearing............................................................................................. 60Gambar 4.9 Corrosion ........................................................................................... 60

DAFTAR SIMBOL

  ) Q = Kapasitas konveyor ( tph ) A = Luas penampang ( m

  ( lbf ) k = Spring constant for specific idler type ( lbf / ft ) WH = Energy rating

  Weight of lump

  ) C = Basic load dynamic ( KN ) Co = Basic load static ( KN ) F = Impact force ( lbf ) W =

  3

  = Massa jenis material ( kg/m

  ) V = Kecepatan konveyor ( m/s ) γ

  2

  F r = Beban radial ( kg ) F a = Beban aksial ( kg ) P r = Beban ekivalen dinamis ( kg ) P a = Beban aksial ekivalen dinamis ( kg ) L

  10 = Umur Bantalan Dengan Keandalan 90%

  2 = Luas bagian bawah ( m

  ) A

  2

  1 = Luas bagian atas ( m

  = Umur Bantalan Berdasarkan Waktu Operasi n = Putaran Motor Penggerak ( rpm ) B = Lebar sabuk ( m ) A

  10h

  P = Beban Ekuivalen Dinamis ( kN ) p = Konstanta Untuk Bantalan Bola ( p = 3 ),Untuk bantalan rol p = L

  2

  

DAFTAR TABEL

  HALAMAN

Tabel 2.1 Mekanisme kegagalan menurut standar ANSI / API 689 ..................... 11Tabel 2.2 Penyebab kegagalan menurut standar ANSI / API 689 ........................ 14Tabel 2.3 Faktor o , Y o ...................................................... 22

• – faktor V, X, Y, dan X

Tabel 3.1 Sifat material bantalan .......................................................................... 34

  Tabel 3.2 Berat bagian yang bergerak selain material “ W “ ................................ 36

Tabel 3.3 Standart Belt Weight

  “ W1 “ ................................................................. 36

Tabel 3.4 Jenis batu bara dan kandungannya. ....................................................... 38Tabel 3.5 Data lapangan ........................................................................................ 39Tabel 3.6 Spesifikasi CEMA C Troughing Idler ( Equal Length Rollers ) 5

  diameter ................................................................................................. 42

Tabel 3.7 Minimum energy rating and maximal lump size ................................... 42

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran A A.1 Diagram alir simulasi inventor A.2 Diagram alir simulasi Ansys Lampiran B B.1 Lampiran Gambar B.2 Komposisi Elemen Dari Beberapa Jenis Tipe Batu Bara Lampiran C C.1 Bantalan SKF 6005 C.2 Stand Carrrier Lampiran D Curiculum Vitae

  

ABSTRAK

Konveyor belt di PT. PELINDO II merupakan alat pengangkut batu bara

dari darat ke kapal yang mengangkut batu bara. Pada bagian konveyor terdapat

idler yang berfungsi sebagai penyangga belt. Pada idler terdapat bantalan yang

berfungsi untuk menumpu poros idler agar poros idler dapat berputar tanpa

mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan pada idler sering mengalami

kegagalan terutama bantalan pada bagian miring dan pada bagian bawah

transfer chute. Selain itu faktor angkutan batu bara juga menjadi salah satu

faktor penyebab bantalan mengalami kegagalan. Batu bara yang diangkut oleh

konveyor belt di PT. PELINDO II ada dua jenis yaitu batu bara jenis bitumen

hancur dan antrasit hancur. Dari hasil simulasi terlihat bahwa bantalan pada

bagian miring memiliki nilai von mises stress maksimum yaitu 258,05 Mpa untuk

pembebanan dengan batu bara jenis bitumen hancur, 340,09 Mpa untuk

pembebanan dengan batu bara jenis antrasit hancur, 528,26 Mpa untuk bantalan

yang terkena beban impact oleh batu bara jenis bitumen hancur, 692,28 Mpa

untuk bantalan yang terkena beban impact oleh batu bara jenis antrasit hancur.

Dari perhitungan umur yang dilakukan, umur bantalan yang mengangkut batu

bara jenis bitumen hancur yaitu 278,81 hari dengan masa kerja 21 jam per hari

dan putaran yang dihasilkan 117,44 juta putaran. Sedangkan umur bantalan yang

mengangkut batu bara jenis antrasit hancur yaitu selama 139,6 hari dan jumlah

putaran 58,81 juta putaran. Bantalan yang terdapat tepat pada bagian bawah

transfer chute mempunyai umur yang sangat singkat yaitu 22,62 hari beroperasi

dengan jumlah putaran 9,53 juta putaran apabila konveyor mengangkut jenis

batu bara antrasit hancur dan 47,24 hari beroperasi dengan jumlah putaran 19,9

juta putaran apabila konveyor mengangkut jenis batu bara bitumen hancur. Jenis

• – jenis kerusakan bantalan yang terjadi di PT. PELINDO II yaitu crack, pear

  skin, discoloratioan, wear, smearing, dan corrosion. Dari data dan hasil

  perhitungan yang didapat maka perlu diadakannya pengecekan secara berkala

  agar perawatan bisa dilakukan dengan baik sehingga peralatan mempunyai masa

  kerja yang cukup lama. Kata kunci : Bantalan, Konveyor belt, Batu bara, Von mises stress

  

ABSTRACT

Conveyor belt in PT. PELINDO II is a transporter of coal from land to

ships carrying coal. In part there is a conveyor idler belt that serves as a buffer.

There idler bearings on the idler shaft serves to rivet so that the idler shaft to spin

without experiencing excessive friction. Bearing on the idler bearings often fail,

especially on sloping section and at the bottom of the transfer chute. Besides coal

transportation factor is also one of the causes of bearing failure. Coal is

transported by conveyor belt to PT. PELINDO II there are two types of

bituminous coals and anthracite destroyed. From the simulation results shown

that the bearing on the slant has a maximum value of von mises stress is 258.05

MPa for loading the crushed bituminous coals, 340.09 MPa for loading the

crushed anthracite coal, 528.26 MPa for the exposed pads impact loads by

crushed bituminous coals, 692.28 MPa for load bearing affected by the impact

crushed anthracite coal. From the age calculations are performed, bearing age

that transports crushed bituminous coals is 278.81 days with a service life of 21

hours per day and produced 117.44 million round round. While bearing age that

transports crushed anthracite coal which is for 139.6 days and the number of

revolutions of 58.81 million round. Pads located on the bottom right of transfer

chute has a very short life of 22.62 days which operates with a number of rounds

of 9.53 million round when the conveyor transports crushed anthracite coal types

and 47.24 days in operation by the number of round 19.9 million round if the

conveyor transports crushed bituminous coal types. The type of bearing damage

that occurs in the PT. PELINDO II is crack, pear skin, discoloratioan, wear,

smearing, and corrosion. Of data and calculation results are obtained it is

necessary that the holding of periodic maintenance checks can be done so that the

equipment has a long service life. Keywords : Bearing , Belt Conveyors , Coal , von Mises stress

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Analisa kegagalan ialah suatu komponen yang mengalami kegagalan yang disebabkan oleh beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja suatu alat ( Abrianto, 2008 ). Dalam dunia industri komponen

• – komponen alat pastilah mengalami suatu kegagalan, baik itu karena umur masa pakai alat yang habis,komponen tersebut sudah tidak berfungsi sama sekali, komponen tersebut berfungsi tapi membahayakan ataupun karena sebab
• – sebab lainnya. Kegagalan yang terjadi pada komp
• – komponen mesin itu sangat merugikan bagi suatu industri apabila komponen mesin yang mengalami kegagalan merupakan komponen mesin yang sangat penting bagi industri itu sendiri. Dalam suatu komponen mesin itu sendiri banyak terdapat elemen
• – elemen mesin, seperti poros, roda gigi, engkol, bantalan dan elemen lainnya.

  Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. bantalan banyak sekali ditemukan di dalam komponen

• – komponen mesin karena fungsi dari bantalan ini sangat vital untuk mengurangi gesekan yang terjadi pada mesin.

  Bantalan juga mengalami kegagalan. Kegagalan yang terjadi pada bantalan memiliki sebab yang bermacam

• – macam, mulai dari pembebanan yang berlebih, getaran yang dialami oleh bantalan, beban impact yang diterima oleh bantalan, pelumasan yang tidak baik maupun kontaminasi dari benda
• – benda atau zat – zat asing yang memasuki bantalan. Di PT. PELINDO II sering ditemukannya bantalan yang mengalami kegagalan yaitu pada bagian bawah transfer chute dan pada idler bagian miring. Untuk mengetahui peny
• – penyebab mengapa hal itu bisa terjadi, maka diadakan penelitian lebih terhadap bantalan dan melakukan

simulasi untuk mendapatkan data yang akurat mengenai kegagalan yang terjadi pada bantalan tersebut.

1.2 Tujuan

  Adapun tujuan dari skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Menganalisa pengaruh jenis batubara terhadap kinerja bantalan.

  2. Menganalisa umur bantalan pada conveyor belt di PT. PELINDO II 3.

  Menganalisa penyebab bantalan pada carrier idler bagian miring sering mengalami kerusakan.

  4. Menganalisa penyebab cepat rusaknya bantalan pada bagian bawah transfer chute.

  5. Menganalisa kekuatan struktur rangka carrier stand.

  6. Menganalisa jenis – jenis kerusakan yang terjadi pada bantalan.

  1.3 Manfaat

  Adapun manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah mengetahui penyebab kegagalan yang terjadi pada bantalan, mengetahui umur bantalan yang ada pada conveyor belt di PT. PELINDO II, kemudian mengetahui penyebab bantalan pada carrier idler bagian miring sering mengalami kerusakan, selanjutnya untuk mengetahui penyebab mengapa bantalan pada bagian bawah

  

transfer chute memiliki umur yang lebih singkat dibandingkan umur bantalan

  pada bagian lainnya. Selain itu penelitian ini juga bermanfaat untuk mengetahui kekuatan struktur rangka dari carrier stand jenis

• – jenis kerusakan yang dialami bantalan dan penyebabnya, serta cara penanggulangannya. Penulis juga berharap penelitian ini menjadi referensi bagi peneliti yang akan melakukan penelitian lanjutan dengan tema yang sama.

  1.4 Batasan Masalah

  Pada penelitian ini hanya akan membahas mengenai jenis

• – jenis kerusakan pada bantalan dan penyebab kegagalan yang terjadi pada bantalan SKF 6005. Pada penelitian ini juga penulis membuat pemodelan dengan menggunakan

  

inventor proffesional 2013 dan ansys workbench 14. Untuk simulasi penulis menggunakan ansys workbench 14 untuk mengetahui penyebab kegagalan yang terjadi pada bantalan.

  1.5 Metode Penelitian

  Pengumpulan data

• – data penelitian mengenai bantalan ini berdasarkan pada :

  1. Metode studi lapangan Metode ini dilakukan dengan melakukan kunjungan langsung dan melihat mekanisme kerjanya pada saat alat sedang bekerja.

  2. Metode studi literatur Metode ini dilakukan dengan cara mengumpulkan data

• – data yang ada pada referensi yang dimiliki oleh PT. Pelabuhan Indonesia II ( Persero ) dan mengamati langsung dilapangan.

  1.6 Sistematika Penulisan

  Penulisan ini disusun berdasarkan sistematika yang disajikan dalam 5 bab yang saling berhubungan. BAB 1 Pendahuluan, bab ini menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan. BAB II Landasan Teori, bab ini berisikan tentang dasar teori mengenai bantalan, jenis

• – jenis bantalan, analisa kegagalan, mekanisme kegagalan, serta perhitungan umur bantalan. BAB III Metodologi, bab ini menjelaskan mengenai diagram alir dari penelitian, penjelasan mengenai penyelesaian masalah dengan metode elemen hingga, serta menjelaskan mengenai alat dan bahan yang digunakan sewaktu melakukan penelitian. BAB IV Analisa dan Pembahasan, bab ini menjelaskan mengenai hasil pemodelan spesimen, simulasi perancangan, analisa teoritik, jenis
• – jenis kerusakan yang terjadi pada bantalan dan pembahasan. BAB V Kesimpulan dan Saran, bab ini menjelaskan mengenai kesimpulan dari penelitian yang dilakukan dan berisi saran untuk kedepannya agar penelitian ini dapat bermanfaat.

BAB II TEORI DASAR

2.1 Bantalan

  Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan.

Gambar 2.1 Bantalan

  Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung. Bantalan dapat diklasifikasikan berdasarkan gerakan yang diizinkan oleh desain bantalan itu sendiri, berdasarkan prinsip kerjanya dan juga berdasarkan gaya atau jenis beban yang dapat ditahan oleh bantalan. Berikut macam

• – macam bantalan bila dilihat dari berbagai aspek : 1.

  Berdasarkan gesekan yang terjadi pada bantalan, maka bantalan dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu : A.

  Bantalan yang tidak menimbulkan gesekan B. Bantalan yang menimbulkan gesekan 2.

  Berdasarkan beban yang ditahan oleh bantalan, maka bantalan dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu : A.

  Bantalan luncur B. Bantalan poros C. Bantalan aksial

2.1.1 Bantalan Yang Tidak Menimbulkan Gesekan

  Bantalan yang tidak menimbulkan gesekan adalah jenis bantalan yang tidak akan menimbulkan gesekan. Bantalan yang tidak menimbulkan dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu bantalan rol dan bantalan bola. Berikut akan dijelaskan mengenai bantalan bola dan bantalan rol.

  A.

  Bantalan bola Bantalan bola merupakan susunan bola

• – bola baja yang dikeraskan yang terpasang diantara dua buah cincin , dalam dan luar bantalan radial atau atas dan bawah untuk bantalan dorong. Selain itu juga terdapat retainer atau separator yang menjaga jarak antara bola baja tetap disekitar cincin. Bantalan bola jenis

  

deep groove dirancang untuk menahan beban radial dan beban aksial. Adapun

  jenis angular contact dirancang untuk menahan beban aksial yang lebih besar dan juga dapat menahan beban radial. ( Masmukti, 2011 )

Gambar 2.2 Nomenklatur bantalan bola radial jenis deep

• – groove atau conrad

  ( Masmukti, 2011 )ee

Gambar 2.3 Jenis

• – jenis bantalan bola ( Masmukti, 2011 )

B.

  Bantalan gelinding Bantalan gelinding menggunakan roller yang lurus, tirus atau berkontur yang dipasang diantara dua buah cincin. Secara umum, bantalan gelinding dapat menahan beban statik dan dinamik yang lebih besar daripada bantalan bola hal ini disebabkan oleh kontaknya yang lebih besar. Selain itu bantalan gelinding ini juga lebih murah daripada bantalan bola untuk ukuran dan beban yang besar. Biasanya bantalan gelinding hanya dapat menahan beban dalam satu arah saja baik secara radial maupun aksial, kecuali bila roller-nya tirus atau berkontur. Secara garis besar, bantalan gelinding dapat dibagi atas 4 jenis, yaitu :

  1. Bantalan gelinding silindris

Gambar 2.4 Bantalan gelinding silindris ( Masmukti, 2011 )

  2. Bantalan gelinding sperik

Gambar 2.5 Bantalan gelinding sperik ( Masmukti, 2011 )

  3. Bantalan gelinding tirus

Gambar 2.6 Bantalan gelinding tirus ( Masmukti, 2011 )

  4. Bantalan gelinding jarum

Gambar 2.7 Bantalan gelinding jarum ( Masmukti, 2011 )

  Bantalan bola dan bantalan gelinding juga mempunyai jenis yang khusus dibuat untuk menahan beban aksial murni. Namun bantalan gelinding aksial silindris akan mengalami gesekan yang lebih besar daripada bantalan bola aksial akibat sliding antara roller dengan cincin. Oleh karena itu biasanya bantalan gelinding aksial ini tidak boleh digunakan untuk kecepatan tinggi. ( Masmukti, 2011 )

2.1.2 Bantalan Yang Menimbulkan Gesekan

  Bantalan yang menimbulkan gesekan adalah jenis bantalan yang dapat menimbulkan gesekan. pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. Bantalan mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah. Karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan, bantalan memerlukan momen awal yang lebih besar. Contoh dari bantalan yang menimbulkan gesekan adalah bantalan bush dan bantalan biasa.

Gambar 2.8 Bantalan bush ( SKF, Gambar 2.9 Bantalan luncur ( SKF,

  

2014 ) 2014 )

2.1.3 Bantalan Luncur dan Bantalan Aksial

  Bantalan luncur adalah bantalan yang didesain untuk menahan beban yang tegak lurus terhadap sumbu shaft horisontal. Bantalan aksial adalah bantalan yang didesain untuk menahan beban horisontal yang paralel dengan sumbu poros horisontal.

Gambar 2.10 Arah pembebanan bantalan luncur dan bantalan aksial ( Masmukti,

  2011 ) Dari gambar diatas kita bisa melihat arah pembebanan dari bantalan luncur dan bantalan aksial. Bantalan luncur mendapat pembebanan dari atas dan menekan ke bawah sedangkan bantalan aksial ini mendapat pembebanan dari bawah keatas. ( Masmukti, 2011 )

Gambar 2.11 Bantalan luncur dan bantalan aksial ( Masmukti, 2011 )

2.1.4 Jenis – Jenis Bantalan Gelinding

  Bantalan gelinding mempunyai banyak keuntungan yang ditimbulkan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Elemen gelinding seperti bola atau rol, dipasang diantara cincin luar dan cincin dalam. Dengan memutar salah satu cincin tersebut, bola atau rol akan membuat gerakan gelinding sehingga gesekan yang ada diantaranya akan jaun lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian harus tinggi dalam bentuk dan ukuran yang mana itu merupakan suatu keharusan atau kewajiban. Karena luas bidang kontak antara bola dan rol dengan cincinnya sangat kecil maka besarnya beban per satuan luas atau tekanannya menjadi sangat tinggi. Dengan demikian bahan yang harus dipakai harus mempunyai ketahanan serta kekerasan yang tinggi. ( Sularso, 1978 )

  Bantalan gelinding seperti pada bantalan luncur dapat diklasifikasikan atas bantalan radial, yang terutama membawa beban radial dan sedikit beban aksial danbantalan aksial yang membawa beban yang sejajar sumbu poros. Menurut bentuk elemen gelindingnya, dapat pula dibagi atas bantalan bola dan bantalan rol. Demikian pula dapat dibedakan meburut banyaknya baris dan konstruksi dalamnya. Bantalan yang cincin dalam dan cincin luarnya dapat saling dipisahkan disebut macam pisah. ( Sularso, 1978 )

Gambar 2.12 Jenis

• – jenis bantalan gelinding ( Sularso, 1978 )

Menurut diameter luar dan diameter dalamnya, bantalan gelinding dapat dibagi atas :

1. Diameter luar lebih dari 800 mm ( ultra besar ) 2.

  Diameter luar 180 – 800 mm ( besar ) 3. Diameter luar 80 – 180 mm ( sedang ) 4. Diameter dalam 10 mm atau lebih ( kecil ) 5. Diameter luar sampai 80 mm 6. Diameter luar kurang dari 10 mm ( diameter kecil ) 7. Diameter luar 9 mm atau lebih 8. Diameter luar kurang dari 9 m ( miniatur )

  Menurut pemakaiannya dapat digolongkan atas bantalan otomobil, bantalan mesin, dan bantalan instrumen. Bantalan gelinding biasa terdapat dalam ukuran metris dan inch dan distandarkan menurut ISO dengan nomor kode internasional menurut ukurannya. Namun demikian perlu diketahui bahwa bantalan otomobil dapat mempunyai ukuran khusus sesuai pemakaiannya. ( Sularso, 1978 )

2.2 Analisa Kegagalan

  Suatu komponen dikatakan mengalami kegagalan apabila komponen tersebut tidak memenuhi umur pakai yang telah direncanakan, atau : a.

  Komponen tersebut sudah tidak berfungsi sama sekali.

  b.

  Masih berfungsi tetapi membahayakan.

  c.

  Masih berfungsi tetapi tidak optimal ( prestasi peralatan tidak sebagaimana mestinya atau bila komponen tersebut tidak dapat berfungsi seperti yang dirancang ).

  d.

  Masih berfungsi tetapi umurnya sudah terbatas ( terdapat retakan atau cacat permukaan lainnya ).

  Analisa kegagalan logam dapat didefinisikan sebagai langkah-langkah pemeriksaan atas komponen yang mengalami kegagalan dan keadaan kegagalannya untuk dicari penyebabnya dan cara penanggulangannya. Analisa kegagalan ini memerlukan pemahaman tentang berbagai aspek seperti :

  1. Fungsi komponen sebagai bagian dari suatu sistem peralatan.

  2. Kondisi operasi dan gejala yang teramati menjelang terjadinya kegagalan.

  Pengumpulan data material komponen serta proses pengerjaannya akan banyak membantu dalam menemukan penyebab kegagalan. Sampel yang diambil sedapat mungkin bisa memberikan gambaran mengenai peristiwa kegagalan. Oleh karena itu lokasi pengambilan harus tepat, serta keadaannya harus sebaik mungkin. ( Abrianto akuan, 2008 ).

  2.2.1 Standar Acuan Untuk Analisa Kegagalan

  Dalam metodologi analisa kegagalan suatu komponen, diberikan kode - kode tersendiri berdasarkan jenis kegagalan yang dialami oleh komponen tersebut. Hal ini merupakan cara untuk mengetahui penyebab kegagalan suatu komponen dengan melihat standar ANSI / API 689 yang menjelaskan tentang pengelompokan kegagalan yang terjadi sesuai dengan aspek-aspek penyebabnya. ( Abrianto, 2008 )

  2.2.2 Mekanisme Kegagalan (ANSI/API 689)

  Menurut standar ANSI / API 689 mekanisme kegagalan suatu komponen dapat dikategorikan berdasarkan beberapa penyebab, yaitu:

  1. Mekanik

  2. Material

  3. Peralatan

  4. Listrik

  5. Pengaruh dari luar

  6. Lainnya Semua faktor-faktor penyebab kegagalan tersebut dicantumkan ke dalam tabel di bawah ini :

Tabel 2.1 Mekanisme kegagalan menurut standar ANSI / API 689 Mekanik

  Kode Notasi Uraian

  1.0 Umum Kegagalan berhubungan dengan cacat mesin tetapi tidak diketahui secara jelas

  1.1 Kebocoran ( pecah Kebocoran bagian dalam dan luar baik cair pada pipa ) ataupun gas, jika kegagalan dalam tingkat ini disebut “bocor”, lebih cocok digolongkan dalam kegagalan teknik.

  1.2 Getaran Getaran tidak normal : jika kegagalan dalam tingkat getaran, dimana lebih cocok digolongkan pada kegagalan, mekanis, penyebab kegagalan ( root cause ) harus dicatat.

  1.3 Kegagalan Kegagalan disebabkan oleh kesalahan perakitan / perakitan/pemasangan. pemasangan

  1.4 Deformasi Distortion, bending, buckling, denting, yielding, shrinking, blistering, creeping, etc .

  1.5 Hilang Tidak sesuai, kehilangan item

  1.6 Pelapisan Pelapisan, seizure, gangguan yang disebabkan oleh deformasi atau kegagalan perakitan / pemasangan

  

Material

  2.0 Umum Kegagalan berhubungan dengan cacat material tetapi tidak diketahui secara jelas.

  2.1 Kavitasi ( celah ) Cocok untuk peralatan seperti pompa dan katup (

  valves )

  2.2 Korosi Semua jenis korosi, baik basah ( elektrokimia ) dan kering ( kimia )

  2.3 Erosi Aus erosi

  2.4 Aus Keausan abrasi dan adhesi, seperti scoring,

  galling, scuffing, fretting

  2.5 Patah Patah, putus, retak

  2.6 Fatik ( lelah ) Gunakan kode ini Jika penyebab patah disebabkan oleh fatik

  2.7 Kelebihan panas kerusakan material disebabkan karena kelebihan (Overheating) panas / terbakar

  2.8 Meledak ( pecah ) Komponen yang meledak, ledakan, ledakan besar, imploded, etc.

  

Peralatan

  3.0 Umum Komponen yang meledak, ledakan, ledakan besar, imploded, etc.

  3.1 Kegagalan kontrol Tidak ada atau kesalahan alam peraturan

  3.2 Tidak ada Tanda / Tidak ada tanda / indikasi / alarm ketika terjadi indikasi / alarm

  3.3 Kesalahan tanda / Kesalahan Tanda / indikasi / alarm dalam indikasi / alarm kenyataan. Dapat berupa tanda palsu, sebentar - sebentar, konslet, berubah-ubah.

  3.4 Kesalahan perbaikan Kesalahan kalibrasi, salah parameter

  3.5 Kegagalan Kesalahan, atau tidak adanya Kontrol / monitor / perangkat lunak operasi yang menyebabkan kegagalan perangkat lunak